通风课程设计说明书.docx
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通风课程设计说明书
目录
1原始设计资料2
2车间得热量和失热量计算2
2.1冬季失热量3
2.1.1结构耗热量3
2.1.2冷风渗透耗热量3
2.1.3由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量较小忽略不计。
4
2.1.4车间的水分蒸发耗热量4
2.2冬季得热量4
2.2.1槽子散热量:
4
2.2.2发电机等用电设备的发热量:
4
2.2.3抛光机的散热量4
2.2.4散热器的散热量5
2.3夏季的得热量5
2.3.1槽子的散热量5
2.3.2发电机、抛光机的散热量5
2.4夏季的失热量5
3局部排气设备的选择和局部排气量的计算5
3.1槽边吸气罩的形式以及局部排气量的计算5
4发电机室的通风7
4.1夏季通风量计算7
4.2冬季通风量的计算7
5除尘通风7
6空气平衡与热平衡计算7
6.1整个车间的空气平衡和热平衡8
6.2各工部的送风量8
7空气加热器的选择计算8
8净化设备的选择…………………………………………………………………………9
9送风系统方案的确定…………………………………………………………………….9
10水利计算…………………………………………………………………………………9
参考资料…...……………………………………………………………………………11
计算过程
1原始设计资料
1、设计地点:
呼和浩特
2、建筑物土建工程资料
(1)车间平面图和剖面图
(1)外墙:
符合《公共建筑节能设计标准》的有关规定。
(2)屋面:
符合《公共建筑节能设计标准》的有关规定。
(3)地面:
水泥地面
(4)门窗:
单层木门:
1.5×2.5m,双层塑钢窗:
1.5×2.5m
3、其他资料:
热源:
换热站
热媒:
热水
热媒参数:
95℃/70℃
建筑物周围环境:
城市内、无遮挡
4、气象资料:
根据设计地点.规范中有的,从规范中查。
没有的,可调查气象台站资料
5、工作班制
所有车间均为两班工作制。
室内设计参数表
车间使用用途
夏季室内设计参数
冬季室内设计参数
发电机室
tn《4O℃
tn=l8℃
其它工部
tn=tw+3℃、相对湿度=65%
tn=l8℃
电镀工部温度梯度
a=0.3℃/m
tn=l8℃
发电机室温度梯度
a=1.5℃/m
tn=l8℃
其它车间
tn=tw+3℃、相对湿度=65%
tn=l8℃
2车间得热量和失热量计算
本设计为一电镀车间设计一通风系统,一方面要保证车间内的有害物浓度在国家有关标准允许范围内,同时要求夏季和冬季的温度在设计温度范围内。
呼和浩特冬季室外计算温度tw=-19℃,室内温度tn=18℃
夏季室外通风计算温度tw=26.3℃
车间的体积V=10×44×8.48=3731.2m3面积S=1355.84㎡
体形系数:
S/V=1355.84/3731.2=0.36
单层木门的面积S1=1.5×2.5=3.75㎡,k=3.16;双层塑钢窗面积S2=3.75㎡,k=3。
窗的总面积为40×3.75=150㎡墙的总面积为(10+44)×2×8.48-150=765.84㎡
屋面、地面的面积440㎡门的总面积3.75×3=11.25㎡
窗墙比为150/765.84=0.196
所以根据《公共建筑设计节能标准》查得窗的传热系数K<=3.0W/(㎡.K)
屋面的K<=4.5W/(㎡.K)外墙<=0.5W/(㎡.K)门的传热系数K=4.625W/(㎡.K)地面的热阻>=1.5(㎡.K)/W,传热系数K<=1/1.5=0.67W/(㎡.K)
围护查供热课本地面、外墙、屋顶、窗的温差修正系数a=1.0
2.1冬季失热量
2.1.1维护结构耗热量
朝向修正:
北,0%;南,-20%;东西,-5%。
经计算得出总的维护结构耗热量Q=35410w。
详细计算过程见附表一。
2.1.2冷风渗透耗热量
查《实用供热空调设计手册》建筑物高度在4.5~10m之间的工业建筑冷风渗透耗热量占房间维护物耗热量的35%则Q=1519w。
详细计算过程见附表二。
2.1.3由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量较小忽略不计。
2.1.4车间的水分蒸发耗热量
电镀车间的地面上有水,其他车间地面无水,只计算电镀车间即可。
分子散失量公式:
其中蒸发系数β=α+0.00013υ=0.00017+0.00013×0.5=0.000235
查的相应于水表面温度的饱和空气的水蒸气分压力Pq,b=2064pa,
室内空气中的水蒸气分压力Pq=1350pa
蒸发面积A=180m2
标准大气压B=101325Pa当地实际标准大气压B’=90090Pa
代入数值算得G=36.1kg/h水的汽化潜热r=2460.9kj/kg
故车间的水分蒸发量为Q1=r×w=36.1×2460.9/3600=88838W
冬季车间总的耗热量Q失热=36929+1519+24200=127286W
2.2冬季得热量
2.2.1槽子散热量:
根据《简明通风设计手册》求得各槽的散热量。
详细计算结果见附表三。
化学除油槽:
2334w电解除油槽:
1669w铵盐无氰镀镉:
1079w镀锡槽:
1990w
故槽子总的散热量为7072w。
2.2.2发电机等用电设备的发热量:
车间内有两台14kw的直流发电机和两台0.8kw的抛光机。
每台发电机的散热量:
Q2=
故发电机的散热量:
Q3=2Q2=5880w
抛光机的散热量:
每台抛光机的散热量Q4=
同时使用系数为0.75
故抛光机的散热量:
Q5=2Q4×0.75=732W
太阳辐射热:
在维护结构耗热量计算中由朝向附加考虑进去了。
室内总的得热量Q得热=7072+5880+732=13684W
人体散热量可以不算,作为有个有利条件。
2.2.3散热器的散热量
房间总的热负荷Q=Q失热-Q得热=127286-13684=113602W
散热器的散热量Q=113602×
=73688W
通风带入的热量Q=113602-73688=39914W
2.3夏季的得热量
2.3.1槽子的散热量
化学除油槽:
2334W电解除油槽:
1669W胺盐无氰镀铬:
1079W
镀锡槽:
1990W
2.3.2发电机、抛光机的散热量
同冬季计算结果。
Q=5880+732=6612W
2.4夏季的失热量
水分蒸发吸热量,夏季可以不算,作为有利条件,圈护结构传热量:
由于温差较小,在夏季可以不算冷风渗透耗热量也不算,所以冷风渗透耗热量取为0。
3局部排气设备的选择和局部排气量的计算
3.1槽边吸气罩的形式以及局部排气量的计算
槽边排风罩分为单侧和双侧两种,单侧适用于槽边宽B≤700mm,B≥700mm时用双侧。
此设计中所有的槽都采用双侧槽边吸气罩。
局部排风量计算:
用控制风速法计算,下面以无氰滚镀锌槽为例计算。
无氰滚镀锌槽因B>700mm,采用双侧槽边吸气罩。
根据国家标准设计,条缝式槽边排风罩的断面尺寸(E×F)共有三种,250×200mm、250×250mm、200×200mm。
本题选用E×F=250×250mm。
查《工业通风》附录5“渡槽边缘控制点的吸入速度”可得
控制风速νx=0.35m/s
总排风量L=2νxAB(B/2A)0.2=2×0.35×1×0.8×(0.8/2)0.2=0.466m³/s
每一侧的排风量L’=L/2=0.466/2=0.233m³/s
假设条缝口风速ν0=8m/s
采用等高条缝,条缝口面积f0=L’/ν0=0.233/8=0.029m²
条缝口高度h0=f0/A=0.029/1=0.029m
f0/F1=0.029/0.0625=0.466>0.3
为保证条缝口上速度分布均匀,在每一侧分设两个罩子,设两根立管。
因此f´/F1=f0/2F1=0.029/(2×0.0625)=0.233<0.3
阻力△p=ζ
=2.34×
90Pa
利用上述计算方法及计算过程分别计算出其他槽子的排风量。
详细计算结果见附表四。
槽的总排风量L=8.168m3/s
4发电机室的通风
发电机室内直流发电机产生很大热量,要消除余热,夏季应采用机械排风,且应保证室温不超过40℃,查得室外计算温度为26.3℃。
冬季可以考虑将发电机室的排风排到电镀部。
4.1夏季通风量计算
两台直流发电机产热量Q=58.8KW,设室温为40℃,又室外平均温度为26.3℃,
温差为△t=40-26.3=13.7℃
则风量为G=Q/(c×△t)=58.8/(1.01×13.7)=4.25kg/s=3.54m3/s。
4.2冬季通风量的计算
冬季通风量:
=0.0397m3/s
进风靠自然进风补偿。
5除尘通风
本设计只有抛光工部产生粉尘,粉尘的成分有抛光粉剂、粉末、质灰尘等。
抛光的目的主要是为了去掉金属表面的污垢及加亮镀件。
计算抛光机的局部排风量。
一般按抛光轮的直径D计算
L=A×D
式中:
A—与轮子材料有关的系数D—抛光轮直径mm
其中:
布轮A=6,毡轮A=4排气罩口尺寸为300*300(高)
抛光工部有两台抛光机,每台抛光机有两个抛光轮,抛光轮为布轮,其直径为200mm,抛光机的排风罩采用接受式排风罩,抛光机号为7。
故抛光机的局部排风量L=4×6×200=4800m3/h=1.333m3/s
6空气平衡与热平衡计算
为保证车间各工部的空气按需要分配,保证车间有良好的气流状态,同时使车间各工部安要求数量补充热量(冬季)或排走余热(夏季),使车间温度满足卫生标准。
要求确定夏季和冬季的机械送风量、局部排风量、自然进风量、冬季机械送风温度等参数。
6.1整个车间的空气平衡和热平衡
风量平衡式
为防止一个工部的有害物扩散到另一个工部,除保证电镀部、溶液配置室等为负压外,抛光工部负压最大,电镀工部负压最小。
维持房间负压,也就是要保证Gjp>Gjj,一般Gjj=0.6~0.8Gjp。
则取Gjj=0.7Gjp,负压Gzp=0,所以Gzj=0.3Gjp
Gjp包括各槽上的局部排风罩的风量和抛光机的排风量,总计可得Gjp=8.168m3/s,则Gjj=0.7Gjp=5.718m3/sGzj=0.3Gjp=2.45m3/s
根据热平衡式
则
=-19
=1.365kg/
c=1010J/(kg.℃)
=18
=1.172kg/
总得热量Q1=127KW,总失热量Q2=14KW
带入热平衡方程式计算可得,tjj=38.6℃,所以机械进风温度取为38.6℃
6.2各工部的送风量
冬季发电机室的余热量经排风系统排到电镀部的风量
=0.0397m3/s
电镀工部:
G=70%G-Gfd=0.7×4.147-0.0397=2.863m3/s
镀前处理工部:
G=70%G1=0.7×2.611=1.823m3/s
抛光部:
G=70%G3=0.7×1.333=0.933m3/s
7空气加热器的选择计算
7.1需要加热的空气量
G=Gjj=8.168m3/s=9.802kg/s,假设υp=8kg/(m2.s),则需要加热器的有效截面积A=G/υp=9.802/8=1.225m2,根据许居晼《机械工业采暖通风与空调设计手册》可选SRL14×7/3的加热器,有效截面积A=0.43m2,加热面积66.1m2,根据实际有效截面积可算出实际的υp=G/A=9.802/0.43×2=11.4kg/(m2/s)
7.2加热器的传热系数
由附录3-6查得SRL的型加热器的传热系数经验公式为K=14.5
W/(
)带入上式可得K=29.37W/(
)
7.3计算加热面积和台数
先计算需要的加热量Q=GCp(
)=9.8×1.01×(38.6+19)=570KW
,其中空气初温
=-19
,空气终温
=38.6
,水的初温
=95
,水的终温
=70
则
73
需要的加热面积为F=
=
=264
需要的加热器串联台数:
N=
=2即串联台数为2台,
总共2台加热器串联,即总共需要4台加热器。
总加热面积66.1×4=264.4m2
经检查说明所选的散热器合适。
计算空气阻力△Pk=3.03(νp)1.67=3.03×(5.42)1.67=156Pa
8净化设备的选择
抛光工部需要加空气过滤器及除尘器,其他工部采用天窗高空排烟。
9送风系统方案的确定
系统划分以及应注意的问题:
1、送风机设在车间上部的平台上。
2、排风系统划分为多个系统。
10进行水力计算,选择风机和电机
10.1送风系统水利计算
风量为14703m3/s,采用圆形均匀送风管道,采用12个等面积侧孔送风,孔间距为2.8m。
10.1.1设侧孔的平均出流速度为6.5m/s,则
侧孔面积:
f。
=L。
/3600×v。
=0.027m2
侧孔静压流速Vj=10.8m/s;侧孔应有的静压为Pj=70Pa。
10.1.2按Vi/Vj>=1.73的原则设定Vd1,求得断面1的直径D1。
求得断面1的动压为21.6Pa。
断面1的直径D1=0.95m。
断面1的全压为Pq1=91.6Pa。
10.1.3管段1-2的阻力损失
已知风量L=13503m3/h,查得平均阻力为Rm1=Pa/m。
摩擦阻力为Rm1×L1=1.12Pa。
求得阻力损失为2.891Pa。
10.1.4根据断面2的全压88.7Pa,又因为各断面的静压相等,故断面2的动压为18.7Pa。
断面2流速Vd2=5.58m/s。
断面2的直径为D2=0.925m。
其他断面计算过程同上述过程,详见附表五。
选用风机型号4-68N0.12.5c7,转速为400r/min,选用电动机型号Y132M1-6。
10.2排风系统水利计算
10.2.1对各管段进行编号
10.2.2最不利环路:
1-2-3-4-5-6-7-8-9-21-22
根据《工业通风》表6-4查得,风管内最小风速为:
垂直风管8m/s,水平风管10m/s。
考虑到除尘器及风管漏风,管段21,22的计算风量为7.91m/s,管段1根据G1=1.232m3/s,V1=12m/s,由《工业通风》附录6由管径和单位长度摩擦阻力,所送管径应符合《工业通风》附录8的通风管道统一规格。
D1=320mm,Rm1=7.0Pa/m。
其他计算结果同上述过程,详细过程见附表六。
参考资料
1.陆耀庆主编.供暖通风设计手册.北京:
中国建筑工业出版社,1997
2.孙一坚主编.简明通风设计手册.北京:
中国建筑工业出版社,2004
3.中华人民共和国建设部.GB/T50114-2001.中华人民共和国国家标准-暖通空调制图标准.北京:
中国计划出版社,2002.
4.中华人民共和国建设部.GB50019-2003.中华人民共和国国家标准-采暖通风与空气调节设计规范.北京:
中国计划出版社,2004.
5.北京市建筑设计研究院编.建筑设备专业技术措施.北京:
中国建筑工业出版社,2006.
6.其它相关资料
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